1、全国100所名校单元测试示范卷高三物理卷(一)第一单元直线运动鲁科版（教师用卷）(90分钟100分)第卷(选择题共40分)选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中,16小题只有一个选项正确,710小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。1.小时候,大人们经常给我们讲“龟兔赛跑”的故事。 如图所示是兔子和乌龟在比赛过程中的位移-时间(即s-t)图象, 它们的起点和终点相同,由图可知 A.兔子和乌龟是从同一时刻出发的 B.兔子和乌龟在比赛途中t2、t4时刻的速度相等C.乌龟做的是直线运动, 兔子是沿折线运动的D.乌龟先通过预定位移s3到达终点解析:理解s-
2、t图象的意义即可判断。答案:D2.下列给出的做直线运动的四组图象中,能够反映同一运动过程的是 解析:理解位移图象、速度图象与加速度图象的意义即可确定。答案:A3.一辆汽车在平直的高速公路上匀速行驶,遇到紧急情况刹车后它的位移与时间的关系为s=32t-4t2(s的单位为m,t的单位为s),以下说法正确的有 A.1 s末汽车的速度为28 m/sB.汽车在最初2 s内的平均速度为24 m/sC.t=5 s时汽车的位移为60 mD.汽车做减速运动,运动的加速度为-4 m/s2解析:根据s=32t-4t2可以知道汽车的初速度为32 m/s,加速度为-8 m/s2,D错;由v=v0+at=32-8t得1
3、s末汽车的速度为24 m/s,A错;汽车在2 s末的速度为16 m/s,故最初2 s内的平均速度为24 m/s,B对;汽车的停车时间t0=4 s,t=5 s时汽车的位移即为前4 s内的位移,求得为64 m,C错。答案:B4.如图所示的直线和曲线分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移-时间(s-t)图线。由图可知A.在0到t1这段时间内,a车的速度大于b车的速度B.在0到t1这段时间内,a车的位移等于b车的位移C.在t1到t2这段时间内,a车的平均速度大于b车的平均速度D.在t1到t2这段时间内,a车的平均速度等于b车的平均速度解析:t1时刻,a、b处于同一位置,但a车的初位置为s0,b车的初
4、位置为0,故a车的位移和速度均小于b车的位移和速度,A、B错;在t1到t2这段时间内,两车的起点和终点相同,故a车的平均速度等于b车的平均速度,C错、D对。答案:D5.一辆汽车(可视为质点)沿直线匀加速通过长江上的一座大桥,汽车驶上桥头时的速度为v1,汽车离开桥尾时的速度为v2,则该汽车通过大桥全长的三分之二时的速度为 A.B.C.D.解析:根据匀变速直线运动的规律有-=2as,v2-=2a(),可得:v=。答案:C6.高速公路上每经过一段距离后有一个测速标志,标志上写有0 m,100 m,200 m等数据。一辆汽车沿直线做加速运动,经过0 m标志处时的速度为v1,接着以加速度a1经过一段时间
5、到达100 m标志处,然后以加速度a2又经过一段时间到达200 m标志处的速度为v2,且在100 m标志处的速度为,则汽车在这两段运动过程的加速度的大小关系为 A.a1=a2B.a1a2C.a1a2D.A、B、C都有可能解析:根据中间位置的速度等于,且前后两段做匀加速运动的位移相等,作出其运动的速度-时间图象如图所示,可知只可能是图线,则可知a1a2,C对。答案:C7.关于物体的速度和加速度,下列说法中正确的是 A.火箭点火升空的瞬间,火箭的速度和加速度可能都为零B.火炬手登上珠峰顶时,所在位置的重力加速度要小于9.8 m/s2C.高速行驶的磁悬浮列车的加速度有可能为零D.轿车速度变为100
6、km/h时紧急刹车,这里轿车的速度100 km/h是指平均速度火箭点火升空瞬间火炬手攀登珠峰的线路图 高速行驶的磁悬浮列车100 km/h紧急刹车解析:火箭点火升空的瞬间,火箭的速度为零,加速度不为零,A错;火炬手登上珠峰顶时,所在位置的重力加速度比其他地方的要小,应当小于9.8 m/s2,B对;高速行驶的磁悬浮列车在匀速运动时,加速度为零,C对;轿车速度为100 km/h时紧急刹车,这里轿车的速度100 km/h指瞬时速度,D错。答案:BC8.在马戏团的杂技表演中,猴子沿一竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时杂技演员顶着直杆以速度v0水平匀速直线移动,经过一段时间,猴子沿杆向
7、上爬行的高度为h, 竖直杆沿水平直线移动的距离为x,如图所示。下列说法中正确的是A.研究猴子相对于地面的位置关系时,可以将猴子看成质点B.猴子相对于地面的运动轨迹为直线C.猴子相对于杆的运动轨迹为直线D.猴子相对于地面的位移大小为解析:根据看成质点的条件知,研究猴子相对于地面的位置关系时,可以将猴子看成质点,A对;选择不同的参考系,同一运动会有不同的结论,B错、C对;根据矢量的合成知D对。答案:ACD9.2013年12月“嫦娥三号”在月球表面上的软着陆为我们的月球旅行开辟了新航道。未来的某天,一位同学在月球上做自由落体运动实验:让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落,测得小球在第5 s
8、内的位移是7.2 m,此时小球还未落到月球表面。则 A.月球表面的重力加速度大小为1.6 m/s2B.小球在5 s末的速度是16 m/sC.小球在前5 s内的位移是20 mD.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s解析:设月球表面的重力加速度为g,由自由下落在第5 s内的位移是7.2 m,可得g(5 s)2-g(4 s)2= 7.2 m,解得g=1.6 m/s2,A对;小球在5 s末的速度v=gt=8.0 m/s,选项B错误;小球在前5 s内的位移是g(5 s)2=20 m,选项C正确;小球在第5 s内的平均速度是7.2 m/s,选项D错误。答案:AC10.如图所示是甲、乙两物体的速度-时
9、间图象,其中三角形OPQ的面积为S1,三角形OQT的面积为S2,已知t=0时刻甲在前、乙在后,二者相距为x0,下列说法正确的是 A.若x0=12 m,则两物体不能相遇B.若x0=10 m,则两物体相遇1次C.若x0=8 m,则两物体相遇2次D.若x0=S1+S2,则两物体相遇2次 解析:由图象可知S1=10 m,S210 m,t=0时刻甲在前、乙在后,当两者速度相等时乙比甲多运动的位移为10 m,若x0=12 m,说明4 s时乙未追上甲,两物体不能相遇了,A对;若x0=10 m,说明4 s时乙恰好追上甲,两物体相遇1次,B对; 若x0=8 m,说明4 s时乙超过了甲,但乙的速度继续减小,甲还可
10、以超过乙一次,故两物体相遇2次,C对;若x0=S1+S2,两物体不能相遇,D错。答案:ABC第卷(非选择题共60分)非选择题部分共6小题,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。11.(5分)某实验小组采用如图甲所示的装置探究小车在斜面上的运动情况。实验步骤如下:a.把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;b.用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连;c.先接通电源,轻推小车,小车在左边细线的牵引下从静止开始匀加速运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点
11、;d.测出s、s1、s2(如图乙所示),查得打点周期为T。 回答下列问题:(1)小车运动时,打点计时器打下C点时小车的速度为。(2)小车运动的加速度a=(用相应的符号表示)。解析:(1)根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度有vC=。(2)根据vA=、vB=和-=2as得:a=。答案:(1)(2分)(2)(3分)12.(10分)现有一个一定厚度的圆盘,它可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。 当圆盘的转动快慢发生改变时,我们可以定义:角速度的变化量与对应时间t的比值为角加速度(即=)。用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50 Hz)、复写纸、毫米刻度尺、游标卡尺、纸带(不计厚度)来完成下述实验:如
12、图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为 mm。(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,纸带运动的速度大小为 m/s,圆盘此时转动的角速度为 rad/s,纸带运动的加速度大小为 m/s2,圆盘转动的角加速度大小为 rad/s2。(计算结果保留三位有效数字)解析:(1)整数部分
13、为60 mm,小数部分为0,精确度为0.05 mm,所以为60.00 mm。(2)打下D点时的速度vD=10-2 m/s=0.389 m/s,= rad/s=13.0 rad/s,a=10-2 m/s2=0.593 m/s2,= rad/s2=19.8 rad/s2。答案:(1)60.00(2分)(2)0.38913.00.59319.8(每空2分)13.(10分)如图所示为一水平直路面,AB的长度为s1=25 m,BC的长度为s2=97 m,一辆汽车(视为质点)从A点由静止启动,开始做加速度大小为a1=2 m/s2的匀加速直线运动,进入BC段时先做加速度大小为a2=1 m/s2的加速运动,运
14、动到离C点适当距离处开始以大小为a3=2 m/s2的加速度减速运动,汽车恰好能停在C点,求:(1)汽车达到的最大速度和开始减速时离C点的距离。(2)汽车从A到C所用的时间。解:(1)汽车先做匀加速运动,设在B点的速度为v1,有=2a1s1,得v1=10 m/s(2分)设速度最大时汽车与C点的距离为s,最大速度为v,有:v2-=2a2(s2-s)(2分)v2=2a3s(1分)解得s=49 m,v=14 m/s。(1分)(2)根据s1=a1得t1=5 s(1分)第二段匀加速的时间为t2=4 s(1分)减速时的时间为t3=7 s(1分)总时间t=t1+t2+t3=16 s。 (1分)14.(10分)
15、新规对驾驶证考试要求越来越严,最后的路考在即将结束时要进行目标停车,考官会在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近。 终点附近的道路是平直的,依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆之间的距离均为L=12.0 m。 一次路考时,学员甲驾驶汽车,学员乙坐在后排观察并记录时间,学员乙与车的前端面的距离s=2.0 m。假设在考官发出目标停车的指令前,汽车是匀速运动的,当学员乙经过O点考官发出指令:“在D标志杆目标停车”。发出指令后,学员乙立即开始计时,学员甲需要经历 t=0.5 s的反应时间才刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动,直到停止。学员乙记录下自己经过B、C杆时的时刻
16、分别为tB=4.50 s,tC=6.50 s,已知LOA=44 m。 求:(1)刹车前汽车做匀速运动的速度大小v0及汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度a。(2)汽车停止运动时车头前端面与D标志杆的距离。解:(1)汽车从O点开始先匀速运动0.5 s,然后匀减速运动,根据运动学公式有:从O到B点,有LOA+L=v0t+v0tB+atB2(2分)从O到C点,有LOA+2L=v0t+v0tC+atC2(2分)其中tB=4.00 s,tC=6.00 s解得:v0=16 m/s,a=-2 m/s2。(2分)(2)汽车在反应时间内的位移s1=v0t=8 m(1分)刹车过程的位移s2=-=64 m(1分)根据
17、位移关系有:LOA+3L-s=s1+s2+s (1分)解得:s=6 m。(1分)15.(12分)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹,它位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上,是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼。比萨斜塔从地基到塔顶高58.36 m,从地面到塔顶高h=55 m,如图所示。据伽利略传记载,1589年伽利略在比萨斜塔上当着其他教授和学生的面做了个实验,推翻了亚里士多德的观点。伽利略在斜塔顶无初速度释放一个小球,小球经过t=3.35 s到达地面,且小球经过第一层到达地面的时间为t1=0.2 s,不计空气阻力。(结果均取三位有效数字)(1)求该地的重力加速度大小。(2)求比萨斜塔第一层的
18、高度h1。(3)若在小球从斜塔顶自由下落的同时从地面竖直上抛一小球,两球在空中相遇,则竖直上抛小球的初速度应满足什么条件?解:(1)小球自由下落,根据自由落体运动的公式有:h=gt2(2分)得g= m/s2=9.80 m/s2。(2分)(2)根据 h-g(t-t1)2=h1 (2分)解得h1=6.38 m。(2分)(3)两球相遇的时间应在自由下落的小球着地前,于是有:gt2+v0t-gt2=h (2分)t16.4 m/s。(2分)16.(13分)自然界时刻发生着你死我活的奔跑赛,胆小势弱的羚羊从静止开始奔跑,经过s1=50 m的距离能加速到最大速度v1=25 m/s,并能维持该速度一段较长的时
19、间;猎豹从开始奔跑,经过s2=60 m的距离能加速到最大速度v2=30 m/s,以后只能维持这个速度t0=4.0 s,接着做加速度大小为a=2.5 m/s2的匀减速运动直到停止。 设猎豹距离羚羊s时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后t=0.5 s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑。 则:(1)猎豹要在其加速阶段追上羚羊,s值应在什么范围?(2)猎豹要在其减速前追到羚羊,s值应在什么范围?(3)猎豹要能够追上羚羊,s值应在什么范围?解:(1)羚羊做加速运动的加速度大小a1= m/s2=6.25 m/s2 (1分)羚羊做加速运动的时间t1= s=4.0 s (1
20、分)而猎豹做加速运动的加速度a2= m/s2=7.5 m/s2(1分)猎豹做加速运动的时间t2= s=4.0 s (1分)因t2=t1,猎豹要在其加速阶段追上羚羊,猎豹运动的时间t4 s所以,猎豹追上羚羊时,羚羊也正在加速运动,则有:a2t2a1(t-t)2+s解得s21.7 m。(2分)(2)设猎豹在维持最大速度的时间内追到羚羊,由题意得总时间:t8.0 s由t2=t1可知,当猎豹进入匀速运动过程0.5 s后,羚羊将做匀速运动。所以,当猎豹追到羚羊时,羚羊早已在做匀速运动,只是匀速运动的时间比猎豹少了0.5 s,则有:s2+v2t0s1+s+v1(t0-t)(2分)解得s42.5 m(1分)综合(1)问可知21.7 ms42.5 m。(3)当猎豹的速度减到与羚羊的速度相等时,如果还追不上羚羊则永远追不上了。猎豹减速到与羚羊速度相等的时间t=2 s(1分)根据运动学公式,有:s2+v2t0+s1+s+v1(t0+t-t)(2分)解得s47.5 m。(1分)